一种用于喷墨打印头的方法和结构，以及一种包括该喷墨打印头的打印机。该打印头可包括作为膜间隔件的聚合物，该膜间隔件使诸如印刷电路板或柔性电路等电连接件与打印头膜片分开，以便使该膜间隔件安置于电气连接和膜片之间。在实施方式中，压电致动器不与膜间隔件接触。用于形成打印头的工艺的实施方式与一些其他工艺相比具有需要更少的生产设备的减少的处理阶段。根据实施方式所产生的打印头和打印机比一些其他的打印头和打印机具有更少的结构组件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及喷墨打印设备的领域，并且更具体地，涉及高密度压电喷墨打印头以及制备高密度压电喷墨打印头的方法。
技术介绍
按需喷墨技术广泛应用于印刷行业中。使用按需喷墨技术的打印机可以使用热喷墨技术或压电技术。尽管制造压电喷墨喷嘴比制造热喷墨喷嘴更昂贵，但因为它们可以使用更多种类的墨，并消除有关结垢的问题，因此，压电喷墨喷嘴通常受到青睐。压电喷墨打印头通常包括柔性膜片和连接至该膜片的压电元件。当通常通过与电气耦合到电压源的电极的电连接将电压施加到压电元件时，压电元件偏转导致膜片向管嘴(孔或喷嘴)弯曲，这使墨室内的压强增加并通过管嘴从该室排出一定量的墨。当膜片返回到松弛状态，其弯曲远离管嘴，这使得该室内的压强减小，并将墨从主要的墨容器通过开口吸到该室，以替补所排出的墨。采用压电喷墨技术增加喷墨打印机的打印分辨率是设计工程师的目标。增加在压电喷墨打印头的喷嘴密度可以提高打印分辨率。增加喷嘴密度的一种方法是去除在喷嘴堆的内部的分支管。利用该设计，优选的设计对于每个喷嘴具有通过喷射堆的背部的单个的通道(port)。该通道起到将墨从该容器传输到每个喷墨室的路径的作用。由于在高密度打印头中的大量的喷嘴，每个喷嘴一个通道，因此大量的通道必须垂直穿过膜片和在压电元件之间穿过。制造具有外部歧管的高密度喷墨印刷头组件已经需要新的处理方法。使用较少的设备、较少的处理阶段和减少的材料制造打印头的方法，以及从该方法产生的打印头是可取的。
技术实现思路
在本教导的实施方式中，用于形成喷墨打印头的方法可以包括:提供包含穿过其中的多个开口的膜片，将包含多个压电致动器的压电阵列连接在该膜片上，将预先形成的膜间隔件直接连接在该膜片上的相邻的压电致动器之间的位置，其中该预先形成的膜间隔件在被连接到膜片之前预先形成，其包括聚合物层，并且不直接叠置于该多个压电致动器的上面。该方法还可以包括使电互连件电气地耦合连接到多个压电致动器上，其中，该膜间隔件和该多个压电致动器直接设置在该膜间隔件和电互连件之间。该方法还包括在该预先形成的膜间隔件连接到膜片的过程中，用该预先形成的膜间隔件覆盖穿过膜片的多个开口 ；以及去除该预先形成的膜间隔件的一部分，以疏通穿过膜片的多个开口，从而形成用于在所述打印头的操作过程中的墨的通过的多个墨通道。在另一种实施方式中，喷墨打印头可以包括:包含穿过其中的多个开口的膜片，连接在该膜片上的压电致动器阵列，直接连接在该膜片的相邻的压电致动器之间的位置上的预先形成的膜间隔件，其中该预先形成的膜间隔件包括聚合物层，并且不直接叠置于该多个压电致动器上。该喷墨打印头还可以包括电耦合连接到多个该压电致动器上的电互连件，其中该膜间隔件和该多个压电致动器直接设置在该膜片和该电互连件之间。在另一种实施方式中，打印机可以包括喷墨打印头，该喷墨打印头包括穿过其中的多个开口的膜片；连接至该膜片的压电致动器阵列；直接连接在该膜片的相邻的压电致动器之间的位置的预先形成膜间隔件，其中该预先形成膜间隔件包括聚合物层，并且不直接叠置于该多个压电致动器上；以及电气地耦合连接到多个压电致动器上的电互连件，其中该膜间隔件和该多个压电致动器直接设置该膜片和该电互连件之间。该打印机还可以包括包绕该喷墨打印头的外壳。附图说明图1-6是描绘可使用本教导的一种实施方式形成的喷墨打印头的一部分的中间的加工中的结构的横截面示意图；图7是描绘可使用本教导的另一种实施方式形成的喷墨打印头的一部分的中间的加工中的结构的横截面示意图；图8是包括根据本教导所述的打印头的打印机的立体图；以及图9和图10是根据一种实施方式描绘中间的加工中的结构的横截面示意图。应当注意的是，所述附图的一些细节已被简化并且绘制成便于理解本专利技术的教导，而非保持严格的结构准确性、细节和尺寸。具体实施例方式除非另有规定，本文所用的词语“打印机”涵盖用于任何用途的执行打印输出功能的任何装置，诸如数字复印机、编书机、图文传真机、多功能机、绘图机，等。词语“聚合物”包括范围广泛的碳基化合物中的任何一种化合物，该碳基化合物由长链分子形成，包括热固性塑料，热塑性塑料，诸如聚碳酸酯、环氧树脂等树脂，以及本领域公知的有关化合物。在图9中描绘了能够使用于喷墨打印头的形成过程中的一个PZT的加工中的打印头结构800。图9的结构描绘了在图案化的不锈钢膜片804、不锈钢主体板806、将膜片804连接在主体板806的连续膜片粘合剂808、和不锈钢进口 /出口板810上的一个部分的和两个完整的压电致动器(即，致动器、换能器、压电元件、或压电换能器)802。在换能器802连接到膜片804上之后，诸如液态或膏状聚合物等电介质间隙材料被施加在该结构上以提供所描绘的电介质间隙材料层812。在这个工艺的这个阶段，在电介质间隙材料层812的形成过程中的可流动性聚合物材料的涂布过程中，膜片粘合剂808覆盖延伸穿过膜片804的开口，使得间隙材料不流经该开口。可以在去气室执行间隙层812的去气工艺，并且可以使用平板和热压机将间隙层812平坦化，然后在烘箱内以升高的温度将其固化。然后，可以执行将致动器802的顶部暴露的工艺。在该工艺中，例如，可以使用光刻工艺形成如所描绘的诸如光致抗蚀剂层等图案化的掩模814，掩模814具有穿过其中的开口 816，其使压电致动器802暴露。图9的结构可包括为简单起见而未描述的其它元件，诸如粘合剂层。接着，在暴露的位置816对图9的间隙层812进行蚀刻，例如，在蚀刻腔室使用等离子体蚀刻，以暴露每个压电致动器802的上表面，然后去除图案化的掩模814。尽管从压电致动器的上表面将间隙层812干净地蚀刻掉会是挑战，但是这对于与压电元件802的充分的电气连接是必不可少的。然后可在图9的结构上完成另外的处理以形成图10的结构。例如，施用图案化的隔离层900到间隙层812上，以便使换能器802的上表面暴露，且将导体902施用到换能器802的上表面。隔离层900抑制导体902在致动器802间流动，以防止相邻的致动器802短路。具有多个导电焊盘906的印刷电路板904可以连接到该结构的上表面，使得导电焊盘906通过导体902电气耦合连接到压电致动器802上。接着，使用适当的固化工艺可以将导体902固化。接下来，可以从图10结构的底面执行激光烧蚀工艺以清除包括膜片连接粘合剂808、间隙层812，和覆盖膜片804中的开口的隔离层900的材料，从而为穿过在膜片804中的开口的墨的流动提供多个墨通道908。可以使用将膜片连接粘合剂808、间隙层812、和隔离层900烧蚀的激光从图9所示的结构的底面形成墨通道908。在第一激光烧蚀工艺中，穿过进口 /出口板810、主体板806、和/或膜片804本身的开口可以用作掩模以在蚀刻期间形成自对准的墨通道908。本实施方式可以利用激光束的用途，该激光束宽于穿过膜片804的开口的宽度，以便使得激光束被引导到进口 /出口板810、主体板806和膜片804中的一个或多个。在该激光烧蚀工艺中，在激光烧蚀工艺过程中可以暴露膜片804，以便使在打印头的使用期间当墨流经墨通道908时墨与膜片804接触。在第二激光烧蚀工艺中，不希望接触结构810、806、804中的一个或多个。在这个工艺中，激光束可以穿过掩模以缩小光束直径至小于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于形成喷墨打印头的方法，其包括：提供包含穿过其中的多个开口的膜片；连接包含多个压电致动器的压电阵列在所述膜片上；将预先形成的膜间隔件直接连接在所述膜片的相邻的压电致动器之间的位置，其中，所述预先形成的膜间隔件在被连接到所述膜片之前预先形成，其包括聚合物层，并且不直接叠置于所述多个压电致动器上；以及电耦合电互连件到所述多个压电致动器，其中，所述膜间隔件和所述多个压电致动器直接设置于所述膜片和所述电互连件之间。
【技术特征摘要】
2011.12.13 US 13/3238671.一种用于形成喷墨打印头的方法，其包括: 提供包含穿过其中的多个开口的膜片； 连接包含多个压电致动器的压电阵列在所述膜片上； 将预先形成的膜间隔件直接连接在所述膜片的相邻的压电致动器之间的位置，其中，所述预先形成的膜间隔件在被连接到所述膜片之前预先形成，其包括聚合物层，并且不直接叠置于所述多个压电致动器上；以及 电耦合电互连件到所述多个压电致动器，其中，所述膜间隔件和所述多个压电致动器直接设置于所述膜片和所述电互连件之间。2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 连接所述预先形成的膜间隔件在所述膜片上，以便使所述膜间隔件在垂直于所述膜片的上表面的方向上不直接叠置于所述多个压电致动器上。3.根据权利要求1所述的方法，还包括: 在所述预先形成的膜间隔件连接到所述膜片的过程中，用所述预先形成的膜间隔件覆盖穿过所述膜片的所述多个开口 ；以及 去除所述预先形成的膜间隔件的一部分，以疏通穿过所述膜片的所述多个开口，从而形成用于在所述打印头的操作过程中的墨的通过的多个墨通道。4.根据权利要求3所述的方法，还包括去除所述电互连件的一部分以疏通穿过所述膜片的所述多个开口，以形成用于在所述打印头的操作过程中墨的所述通过的所述多个墨通道。5.根据权利要求4所述 的方法，还包括: 在激光烧蚀过程中使用穿过所述膜片的所述多个开口作为掩模执行激光烧蚀工艺，以便使所述多个墨通道自对准于穿过所述膜片的所述多个开口。6.根据权利要求4所述的方法，还包括: 连接预先形成的膜片连接粘合剂到所述膜片上，其中: 穿过所述预先形成的膜片连接粘合剂的多个开口与所述膜片中的所述多个开口对齐；以及 穿过所述预先形成的膜片连接粘合剂的所述开口的直径或宽度比穿过所述膜片的所述多个开口的直径或宽度宽； 执行激光烧蚀工艺以去除所述预先形成的膜间隔件的一部分，以疏通穿过所述膜片的所述多个开口，且去除所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：加里·D·雷丁，布莱恩·R·杜兰，马克·A·塞吕拉，彼得·J·奈斯特龙，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：
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